热喷涂技术在我国火力电厂锅炉防护领域的应用

张明洋

内蒙古京宁热电有限责任公司

热喷涂技术在我国火力电厂锅炉防护领域的应用

张明洋

内蒙古京宁热电有限责任公司

热喷涂技术在我国火力电厂锅炉防护领域有着非常广泛应用，这一技术应用对提升火力发电厂锅炉运行安全、稳定有着积极影响。科研工作人员需要不断加强研究力度，在实践中对技术进行改良和创新，从而使得热喷涂技术可以更为良好的应用于火力电厂锅炉防护领域中去，为我国火力电厂安全运行提供技术保障。

热喷涂技术；火力电厂；锅炉；防护领域

1 锅炉的构成、运行事故及原因

1.1 锅炉构成分析

锅炉可以概括性的分为两部分，也就是锅炉主要部件和辅助装置。本文以大型自然循环高压锅炉设备为例，对锅炉结构中的主要构件和辅助装置进行介绍。主要部件包括了：炉膛、燃烧设备、炉墙构架等等。其中炉膛的主要作用是保证燃烧物质可以充分燃烧，对出口烟气温度进行有效控制，避免出口烟气温度过热导致对流受热面正常工作受到影响。燃烧设备的作用在于将燃料与燃料燃烧需求的空气送入到炉膛内部，并且使得炉膛燃烧稳定，产生大量的热能。炉墙构架可以说是锅炉设备的保护措施，可以起到良好的密封保温作用，对锅炉设备众多构件进行固定和支撑，避免锅炉构件相对位置发生偏离。辅助装置包括：磨煤装置、送风装置、自动控制装置等等。磨煤装置是将煤炭磨成粉状，将煤粉送入到锅炉内进行燃烧。送风装置是通过送风机将空气引入到预热器中进行加热处理，然后将加热处理后的空气输入到炉膛和磨煤装置中。自动控制装置是辅助装置中的核心装置，可以对锅炉设备运行情况进行检测，及时发现锅炉设备运行中存在的不良问题，自动化的对故障问题进行调整或者发出警报。

1.2 锅炉运行事故

锅炉设备是火力发电厂中的重要设备，设备运行过程中不仅会受到高温火焰与烟气的冲刷，同时还需要承受比大气压力高的介质压力。锅炉设备运行安全与活力发电厂整体运行安全有着非常紧密联系。活力发电厂需要注重锅炉设备的保养和维护，使得锅炉设备可以长期处于健康运行状态中，降低不良安全事故发生概率。较为常见的锅炉事故包括以下几种：缺水、满水事故、锅炉受热面存在裂缝、炉墙构架出现坍塌情况等。

1.3 锅炉设备运行事故发生原因分析

我国火力发电厂锅炉设备主要是以燃烧煤炭资源为主。在环境污染严重、煤炭资源短缺背景的影响下，世界各国都开始注重新能源的开发，利用绿色、清洁能源进行发电，但是专业人员预计在2050年之前，煤炭燃烧生产的电力能源在我国电力能源总生产量中所占有的比重仍会在百分之五十以上。动力用煤质量较低，煤炭中含灰量和含硫量都较高，煤炭燃烧过程中会导致锅炉受热面积灰、磨损情况严重。对以往火力发电厂安全事故案例进行分析，其中很多安全事故都是由锅炉设备所导致的，特别是“四管破裂”事故，这一情况占据着锅炉全部事故的百分之六十以上。

2 热喷涂技术在燃煤电厂锅炉防护领域的应用

热喷涂技术在火力燃煤电厂防护领域中有着非常广泛应用，热喷涂技术就是应用热源对喷涂材料进行加热，使得喷涂材料融化或软化。利用热源自身具有的动力对气流进行压缩，或者是应用外加设备对气流进行压缩，对熔滴雾化或者使得熔粒转变成喷射的粒束，将喷涂材料以一定速度喷射到基体表面形成喷涂层的技术手段。在喷涂过程中或者涂层建设完成后，对金属材质的基体或者对形成涂层进行加热，使得涂层可以金属材质基体表面形成熔融，与金属材质基体才生扩展情况，最终形成一种与基材冶金集合的喷焊层，这也是热喷涂技术中较为典型的一种方法，也被很多人称之为热喷焊。

2.1 电弧喷涂技术

电弧喷涂技术是将两根被喷涂的材料作为自耗电极，喷涂丝材短接处理引燃电弧后，只要喷涂丝材可以连续不间断的送进，不断补充融化并且由经过压缩气候送向弓箭，从而完成电弧燃烧喷涂工程。电弧喷涂技术与其它热喷涂技术类型进行综合比对，设备操作简单而且喷涂工作开展成本投入较低、喷涂效率较为可观，对喷涂操作人员综合素质并没有较高的要求。

现阶段，火电厂锅炉“四管”的防护材料主要两种类型，分别为合金丝材与粉芯丝材。镍铬型材料是合金丝材的典型代表，特别是由北京有色金属研究总院研发的镍铬基合金丝材在国内应用非常广泛。这种材料中铬含量较高，使得由合金丝材制作的涂层在高温环境的影响下可以产生选择性的氧化反应，从而在涂层表面形成非常致密的Cr2O3保护层，加强了喷涂基体的保护力度，避免喷涂基体在外界腐蚀介质的影响下发生严重损坏。而且根据科研试验了解到，这种喷涂材料还具备着非常良好的抗硫化物腐蚀性能，在高硫含量煤炭燃烧锅炉构件中非常适用。

粉芯丝材的诞生是实芯合金丝材的巨大创新，使得以往部分材料不能通过传统塑性加工方式加工成丝材的问题得到了有效改善。现阶段，锅炉防护领域中应用的粉芯丝材，大多都是应用低碳钢材或者是不锈钢钢材作为外皮材质，将金属陶瓷灯众多硬质耐磨粉末作为填充材料，同时还会添加有助于提升其结合强度的元素。粉芯丝材制作的涂层耐磨性非常良好，在耐冲刷涂层制作中这种涂层材料非常适合应用。在燃煤电厂循环流化床锅炉受热面管道、风机等锅炉结构构件的耐磨处理中应用广泛。

2.2 超音速火焰喷涂技术

超音速火焰喷涂技术是使助燃气体与燃烧气体在燃烧室内燃烧产生高压火焰，再经特制的喷嘴射出高速焰流，从而将送入其中的粉体材料加热、加速喷射到基体表面形成涂层的方法。可使用丙烷、丙烯、氢气和乙炔等作为燃气，也可使用柴油或煤油等液体燃料。采用超音速喷涂工艺制备的涂层非常致密，结合强度高（可达到70MPa以上），具有极低的孔隙率（1%～3%右）。

3 结语

热喷涂技术在我国火电厂锅炉防护领域中应用非常广泛，使得锅炉设备众多结构构件得到了有效保护。我国火电厂锅炉防护处理中需要合理选择、正确应用热喷涂技术，将技术具有的优势良好呈现出来，从而保证锅炉设备安全稳定运行。

[1]于亚丽.表面防护技术在燃煤锅炉表面防护中的应用[J].山东工业技术,2015(1).

[2]王海波,王方,毛富杰,王泽军.电站锅炉集箱裂纹失效分析[J].石油化工设备,2013(2).